影响天然气计量的因素及解决方法

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[摘 要]我国天然气资源丰富，天然气作为一种高效、 清洁、优质的燃料和化工原料，由于其具有开采、输送方便等有利因素，近数十年来产量、销量快速增长。据有关专家预测，到2016年世界天然气产量将超过石油，并在总能源结构中代替石油跃居首位，贸易天然气流量计量已经成为天然气工业发展的重要制约因素，是天然气使用中必须解决的一个重要问题。流量计量既是天然气供需双方贸易结算的依据，又是生产部门用气效率的障眼法技术指标，在企业生产和经营管理中流量计量是一项日常进行的重要的技术基础工作。天然气的准确计量不但能公平的贸易结算，而且能改进生产工艺，提高产品质量，降低产品生产成本，确保安全生产，提高经济效益和社会效益。

[关键词]天然气 流量计 计量 解决方法

中图分类号：TE863.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0100-01

一、天然气计量的现状

天然气流量计量仪表品种繁多，如标准孔板流量计、涡街流量计、漩涡流量计、超声流量计等。在流量标准方面，各国从事流量计量的工作者花费了大量时间，付出了艰苦的努力，在分析总结大量的实验和应用数据的基础上，相继推出具有代表性的标准如天然气流量标准孔板计量标准（AGA No.3）、气体涡轮流量标准（AGA No.7）、天然气及其他烃类气体的压缩性和超压缩性标准（AGA No.8）、用气体超声流量计测量天然气标准（AGA No.9）、用差压装置测量流体流量标准（ISO5167）、气体涡轮流量计标准（ISO9951）、气体超声波流量计标准（ISO/TR12765）以及天然气压缩因子计算标准（ISO/DIS12213）等，这些标准规程对天然气流量计量具有积极的指导意义。

对于孔板流量计，我国在1996年重新制定了孔板流量计计量的行业标准（SY/6143-1996），规定标准孔板的结构形式、技术要求、节流装置的取压方式、使用方法以及流量计算及其不确定度方面的资料.为天然气流量计量提供了标准依据。

二、影响孔板流量计计量的因素

孔板流量计由3部分组成：节流装置 、差压变送器和流量显示仪。现场恶劣工作条件下，节流装置与差压变送器及其连接部分引压管线是使用维护的重点。（SY/6143-1996）中指出，天然气从地层中开采出来，虽经分离，除尘和过滤，因其所含成份十分复杂，所以节流装置在使用中所受到的腐蚀亦各不同。特别对孔板直角人口边缘和测量管内壁的冲刷、腐蚀尤为严重，这将影响孔板直角入口边缘弧半径rk和测量管内壁的相对粗糙k/d的规定标准，流出系数c将发生变化，流量测量不确定度超出估计数。

流出系数C偏离标准值的影响因素主要有3项。

1、装置产生的误差

（1）孔板入口直角锐利度。（2）管径真值与测量值之间存在误差。（3）孔板厚度误差。（4）节流件附件产生台阶、偏心。（5）孔板上游端面平度。（6）环室尺寸产生台阶、偏心。（7）取压位置。（8）焊接、 焊缝突出。（9）取压孔加工是否规范。（10）节流件不同心度。

2、安装误差

（1）现场直管段不能满足长度要求。（2）直管段不水平即节流装置处存在下陷或凸起现象。

3、装置变形及污物附着：

（1）孔板弯曲（变形）。（2）上游测量管沉积脏物。（3）上游端面沉积脏物。（4）孔板入口直角边缘变钝，破损。（5）雷诺数范围不符合标准规定。（6）管道粗糙度影响，管道粗糙度增加，管道粗糙度变化不定。

三、解决天然气计量问题的方法

孔板流量计易于偏离标准的原因在于仪表本身的工作原理与结构特点，仪器自身误差是制造时产生的安装和使用误差则是在安装时或长期使用中由于流体介质腐蚀、磨损、沾污等造成的。因此，应严格按技术要求安装流量计量系统，消除安装误差。

1、加强管理，规范标准

在使用过程中，操作人员应做好系统的检修、维护、保养工作，延长其使用寿命，减小计量误差。同时，在实际应用中应强化宣贯SY/T6143-1996标准力度。（SY/6143-1996）中提到了减少误差的方法。中规定在实际应用中采取在流出系数C中增加二个修正系数，即孔板入口尖锐度修正系数和管壁粗糙修正系数或者采用可换孔板节流装置。因此在天然气计量的实际应用中应深入研究，吃透（SY/T6143-1996）的精髓，严格按标准规定安装、使用、处理数据，保证天然气计量的准确性。

2、测量仪表的正确选用

测量仪表应首选标准节流装置，当流量变化范围大时要考虑用宽量程智能差变，其它类型检测仪表在相应的计量天然气的标准出前台，应慎重选用，二次仪表的计量模型应符合 SY/T6143-1996的要求。

目前孔板流量计的准确度和可靠性都处于较低水平，近年各油气田大力推广可换孔板节流装置配智能显示仪（流量计算机）进行压力、温度、密度补偿，无论准确度或可靠性都得到较大的提高。

3、完善标准，确保天然气计量与国际接轨

我国天然气贸易计量方法是在法定的质量指标下按体积计量。随着市场经济的不断完善和WTO的加入，要求我国天然气贸易计量方法尽快与国际接轨。2000年5月，ISO/TC193第12次年会在成都召开，专题讨论了SC2/WG4有关天然气能量计量工作组文件（ISO/WD 15112），2000年12月出了委员文件（ISO/CD 15112）。有关天然气能量计量成为发展趋势，我国正在加快进程开展相应的准备工作。

4、加强计量过程管理，减少事后计量纠纷

随着市场经济的发展，人们越来越重视天然气计量，特别是贸易计量。因此，人们对天然气计量在管理观念上正发生根本性转变，不仅对现场计量器具的使用及相应人员进行管理，并从事后计量纠纷解释向加强事前仪表采购选型、安装使用、过程控制、质量监督、数据管理、实流检定的管理转变和发展。